艦船機電器材備件戰備儲備定額研究

李鵬

艦船機電器材備件戰備儲備定額研究

李鵬

（海軍駐上海江南造船（集團）有限責任公司軍事代表室 上海 201913）

艦船；機電器材；備件；戰備儲備

建立了以戰損消耗和非戰損消耗兩部分組成的艦船機電器材備件戰備儲備定額模型。提出了戰損消耗部分艦船機電器材備件戰備儲備定額的計算方法，以平時消耗為基礎，提出了非戰損消耗部分艦船機電器材備件戰備儲備定額的計算方法，并依此模型對兩型艦船戰備儲備定額進行了計算。

0 引言

武器裝備的戰場修理是戰時技術保障的重點。在現代高技術條件下的戰爭中，戰時修理的地位和作用則顯得尤為重要。

戰時修理除了組織指揮與管理以外，戰時備品、備件的保障更為重要。在戰場條件下，由于裝備的使用條件及環境條件差，戰斗損傷不可避免，因而備件消耗較和平時期大幅增加，并呈現許多不同的特點和規律。加之作戰過程中更多地采用了換件修理的方法，維修工作對備件的依賴性增大。因此，合理確定戰場條件下的備件保障數量是一項艱巨而重要的任務。

近年來，西方發達國家在戰場備件保障方面開展了深入研究［1，2］，有的是結合戰場搶修、戰場損傷分析與評估進行的研究，也有的是專門針對備件準備進行的研究。但這些模型中涉及因素眾多，許多參數需要大量的統計數據才能得出，在缺少數據信息的情況下，該模型難以應用。

目前，我軍在確定戰場備件需求時，主要采用的是經驗的比例系數方法，該方法已難以應對未來高技術條件下的作戰保障需要。所以，有必要運用科學的方法對戰場備件模型進行研究和探討。

本文根據作戰想定，建立一個以平時消耗為基礎，操作性比較強、簡單而又有一定科學依據，且適應我軍現有管理水平的艦船機電器材備件戰備儲備定額模型。

1 模型分析

將艦船在特定作戰背景下的備件的戰備儲備分為兩部分。一部分是考慮戰斗損傷必須儲備的備件，它與艦船的抗毀傷能力以及艦船在戰斗中的命中概率有關；另一部分為非戰損消耗所須儲備的備件，它與艦船在戰役中使用時間以及戰場環境惡劣程度有關［3］。為便于進行計算，設定：

（1）戰斗損傷與非戰斗損傷是彼此獨立的；

（2）各種戰斗損傷事件的發生是相互獨立的。

1.1 戰損消耗儲備定額

裝備在戰場的任何地域和時間內都可能受到敵方的打擊。根據以往的作戰統計，裝備戰斗損傷占全部損傷的比重很大。隨著裝備日益先進，特別是高技術在軍事裝備上的應用，這一比例還將不斷提高，作為各種設備密集的艦船平臺更是如此。戰斗損傷后，需要更換的零部件往往不止一個，且破壞嚴重、修復困難。此外，戰斗損傷還會使平時很少出現故障的部位受到損傷。因此，戰損消耗規律與自然故障有很大不同，兩者不呈線性比例關系［4］。

1.1.1 破損假設

（a）船長方向：武器中彈概率為正態分布，船高方向：武器中彈概率為均勻分布；

（b）整個船的中彈概率之和為1；

（c）敵方的攻擊為導彈或魚雷，其中彈后的破壞效果相等（若為炮彈，則折合為導彈攻擊的效果）；

（d）中彈后的破壞直徑為D；

（e）以艦船受攻擊面最大的舷側作為受威脅的模型，且假設艦船中彈全部集中在艦船的側面；

（f）若艦船的型寬B大于2倍的導彈破壞直徑（即B＞2D），則應考慮艦船兩舷中彈時的設備損傷概率的區別。

1.1.2 艦船中彈概率劃分

由于只考慮艦船舷側受攻擊的情況，在船高方向武器的中彈概率為均勻分布，且船的長度遠大于船的有效高度。因此我們可將整條艦船簡化成為如下的中彈概率分布：根據中彈后的破壞直徑D將艦船按長度方向分成相等的區間，各區間的概率分布為pj，pj服從正態分布規律。

式中：y=4.6（x-xm）/（xs-xl）·2；

x為艦船的肋骨號；

xs為艦船艏部的肋骨號；xl為艦船艉部的肋骨號；xm為艦船長度中心點的肋骨號。

1.1.3 艦船設備的戰損消耗模型

設某型設備的安裝位置為xi1~xi2（肋骨號），則該設備的損失概率為：

若該艦在戰役中的中彈次數（概率）為P2，第i種設備的備件戰損消耗儲備數量為：

該型艦戰損消耗儲備定額：

式中：p1i為該型艦在受到攻擊時設備的損傷概率；

p2為該型艦在戰役中的命中概率；

Mi為該型艦第i種設備的單價；

N1i為該型艦第i種設備在受到一次導彈攻擊時損失概率；

l為該型艦主要設備總數量。

1.2 非戰損消耗儲備定額

非戰損消耗包括兩部分：延長使用消耗儲備和嚴酷使用消耗儲備。

1.2.1 延長使用消耗儲備

在戰役活動中，由于艦船需進行軍事行動，其使用時間將比正常情況下的使用時間相對延長，其機電設備正常磨損也與使用時間的增加成比例的增長，因此導致備件數量的相應增加。這部分增加量由裝備的固有可靠性所決定。備件消耗量取決于故障率及使用時間，其規律及特點可以在裝備（或相似裝備）研制及平時使用中基本搞清。

式中：M0為該型艦年正常使用器材消耗；

T為戰役中該型艦使用時間（h）；

T0為該型艦年正常使用時間（h）。

1.2.2 設備嚴酷使用消耗儲備

戰場中裝備的使用條件與平時有很大不同，戰場環境及使用條件一般較差。在緊張的作戰過程中，不按規程操作的現象時有發生，使用的差錯率明顯提高，維護保養也難以正常進行，出現致命性故障、損壞關鍵部件的可能性比平時要大。因而，戰場條件下嚴酷使用是一個較為普遍的現象，由此導致備件消耗的增加必須考慮在內。

參考國外研究結果，嚴酷使用消耗量可由延長消耗量乘以一比例系數k得出。

1.3 戰備儲備定額M的確定

通過以上分析，可以確定，某型艦船備件戰備儲備定額為：

進一步將其簡化可得：

式中：M0為該型艦正常情況下機電設備備件年均消耗費用（萬元）；

T0為該型艦正常情況下年均使用時間（h）；

a為該型艦的戰損備件消耗費用；

b為和戰役、戰術背景有關的系數。

表1 艦船主要機電設備損失概率表

2 實例分析

利用以上的計算方法，對某戰役中我軍的A、B兩型水面戰斗艦船所需的機電設備戰備儲備定額進行了計算分析。

2.1 戰損消耗儲備定額

通過戰役背景想定計算確定艦船在戰役中的中彈概率以及使用時間為：

根據A、B兩型艦船的機電設備布置圖可以確定在被命中后各機電設備的損失概率，其中幾種主要設備的中彈概率及設備單價如表1所示。

由以上計算可以確定A、B兩型艦船的戰損儲備定額為：

2.2 非戰損消耗儲備定額

通過對A、B兩型艦船正常使用情況下的調查，確定年使用時間和機電器材消耗費用分別為：

根據式（3）可以求出A、B兩型艦船的非戰損消耗分別為：

2.3 戰備儲備定額

通過以上計算，A、B兩型艦船在該戰役中的機電設備戰備儲備定額分別為：

在完成戰備儲備定額計算后，對于戰備儲備設備的購置，可以戰損消耗的損失概率為依據對大型設備進行購置，滿足戰時對大型設備的需求。對消耗器材，以日常消耗為基準，按比例進行采購，滿足日常消耗和維護保養的需求。

3 結語

通過本文研究，可得出以下結論：

（1）建立的以平時消耗為基礎的艦船機電設備戰備儲備定額模型，在我軍現有的條件下切實可行且具有較好的可操作性，研究結果也是合理的；

（2）該方法具有通用性，根據戰役想定背景的不同，對其中的參數進行調整，可以計算不同戰役背景下的備件消耗量。

［1］Combat ship design guidance through mission effectiveness analysis［J］.Naval Engineer Journal.1984，03.

［2］A system engineering approach to surface combat design issues［J］.Naval Engineer Journal.1990，03.

［3］李建平，石泉，甘茂治.裝備戰場搶修理論與應用［M］.北京：兵器出版社，2000.

［4］陳學楚.裝備系統工程［M］.北京：國防工業出版社，1995.

Study on combat readiness ration of warship electromechanical equipment spare parts

LIPeng
（Naval Military Representative Department of Jiang nan Shipyard（Group）Co.，Ltd.，Shanghai 201913，China）

warship；electromechanical equipment；spare part；combat readiness

This paper established the combat readiness ration model of warship electromechanical equipment spare parts，which consists of combat consumption and non-combat consumption.The calculation method of the combat readiness ration for combat consumption part is presented，and the method for non-combat consumption part is also proposed based on daily consumption.Based on which，the combat readiness ration of electromechanical equipment spare parts for two types of warship are calculated.

U674.7

A

1001-9855（2011）03-0062-04

2010-09-20

李鵬（1968-），男，漢族，工程師，主要從事艦船輪機研究設計工作。